JP4227402B2 - 走査型露光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体素子又は液晶表示素子などをフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際の転写用パターンを投影光学系を介して被投影物体上に結像し投影させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の走査型露光装置は、原版（レチクル又はフォトマスク）のパターンを投影光学系を介して基板（ウェハ）上に結像し投影させるものであり、原版と基板とを投影光学系に対して同時に走査（移動）する。
【０００３】
図３は従来の走査型露光装置の概略構成を示す斜視図であり、図４は従来の走査型露光装置の概略構成を示す平面図である。
【０００４】
原版１（レチクル）はレ−ザ干渉計３と不図示の駆動制御手段によって、図中Ｙ方向に駆動制御される原版ステージ２に保持されている。
【０００５】
原版１近傍には基準原版４ａ，４ｂが原版ステージ２の所定範囲に固定して設けられている。基準原版４ａ，４ｂの反射面は原版１の反射面と略高さが一致している。基準部としての基準原版４ａ，４ｂの反射面にはＣｒやＡｌ等の金属で形成された複数の原版基準マークが形成されている。
【０００６】
原版ステージ２は図中Ｚ方向の位置が投影光学系５に対して一定に保持された状態で駆動される。原版ステージ２には、レーザ干渉計３から照射されるビームを反射する移動鏡６が固定して設けられている。上記レーザ干渉計３により原版ステージ２の位置と移動量が逐次計測されている。
【０００７】
原版１に設けられた所定パターンは、照明光学系７から発光された露光光により照明され、投影光学系５を介して基板ステージ９に保持された基板８（ウェハ）上に結像投影される。
【０００８】
基板８の近傍には基準基板１０が基板ステージ９の所定範囲に固定して設けられている。基準基板１０の反射面は基板８の上面と略高さが一致している。基準基板１０の反射面はＣｒやＡｌ等の金属で形成された複数の基板基準マークが形成されている。
【０００９】
上記基板ステージ９には、基板８を投影光学系の像面に合致させるために、上下方向駆動、像面方ぼけ補正駆動、上記基板８或いは基準基板１０のアライメント、ヨーイング制御時に基板８或いは基準基板１０を回転駆動させるための不図示の駆動制御手段が設けられている。更に基板ステージ９には、レーザ干渉計１１からのビームを反射する移動鏡１２が固定されている。上記レーザ干渉計１１により、基板ステージ９の位置と移動量が逐次計測されている。
【００１０】
上記構成により、基板ステージ９は、投影光学系５の光軸方向（Ｚ方向）及び光軸方向と直交する平面（Ｘ−Ｙ平面）内を移動することができ、更に光軸周りに回転（θ方向）させることもできる。
【００１１】
原版１と基板８は複数の位置検出手段により投影光学系５を介して光学的に略共役な位置におかれ、照明光学系７によりＸ方向に長いスリット状或いは円弧状の露光領域を原版１上に形成している。原版１上の露光領域は、投影光学系５の投影倍率に略比例した大きさのスリット状の露光領域を基板８上に形成する。
【００１２】
上記走査型露光装置では、露光光の光軸に対して原版ステージ２と基板ステージ９の双方を投影光学系５の光学倍率に応じた速度比で駆動させ、原版１上の露光領域と基板８上の露光領域とを走査することによって走査露光を行っている。
【００１３】
焦点面位置検出手段として、斜め入射方式の第１位置検出手段１３が設けられている。第１位置検出手段１３は投影光学系５によって原版１のパターンが転写される基板８面（或いは基準基板１０面）に対して斜め方向から非露光光を照射し、基板８表面（或いは基準基板１０表面）から斜めに反射する反射光を検出する。
【００１４】
第１位置検出手段１３には各反射光に対応した複数個の位置検出用の受光素子が設けられており、各位置検出用の受光素子の受光面と基板８の各光束の反射点が略共役になるように配置されている。そのため投影光学系５の光軸方向による基板８（或いは基準基板１０）の位置ずれは、検出部内の位置検出用の受光素子の位置ずれとして計測される。
【００１５】
しかし、投影光学系５が露光熱を吸収したり、周囲の環境が変動したりすると、投影光学系５の焦点位置が変動し、斜め入射方式の第１位置検出手段１３の計測原点と焦点面に誤差が発生する。そのためこの誤差をキャリブレーションするために第２位置検出手段１４が搭載されている。
第２位置検出手段１４は、図３に例示するように、２つの位置検出系として第１位置検出系１４ａ及び第２位置検出系１４ｂを備える。上記２つの位置検出系１４ａ，１４ｂは、照明光学系７から露光光と実質的に同一波長の光を切り出しファイバ或いはレンズ光学系を介して導光している。導光した光は、基準原版４ａまたは基準原版４ｂ（以下、特に記載しない限り”基準原版４”の記載には”基準原版４ａ又は基準原版４ｂ”の表現が含まれるものとする。）上の合焦マークを照明する。
【００１６】
第２位置検出手段１４内部にある少なくとも１つの光学系を検出光軸方向に駆動させ、第２位置検出手段１４の検出焦点面を基準原版４の合焦マークに合わせる。次に、上記斜め入射方式の第１位置検出手段１３で予め設定された零近傍で基板ステージ９を光軸方向（Ｚ方向）に上下駆動する。
【００１７】
尚、上記駆動の際、基準基板１０は投影光学系５の略真下に位置している。基準原版４の合焦マークを透過した光は投影光学系５を透過して基準基板１０を照射する。基準基板１０で反射した光は再度投影光学系５を透過し基準原版４を介して第２位置検出手段１４の受光部に入射する。
第２位置検出手段１４は、実際の露光像面をＸ軸上の左右２点の計測値から推定するため、図３のように露光光の光軸を含むＸ軸上に２つの位置検出系１４ａ，１４ｂの各々の検出範囲があり、第１位置検出系１４ａ及び第２位置検出系１４ｂの各検出範囲は露光光の光軸に対して略対称に配置されている。第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂは、露光の際に露光光を遮光しないように待避駆動が行われ露光領域から離れた退避位置で待機している。
第２位置検出手段１４は、基準原版４と基準基板１０の相互の位置検出を行う位置検出手段も兼ねている。上記検出結果は、オフアクシス顕微鏡１５、オフアクシス顕微鏡１６のベースラインを算出する要素となっている。ここで、ベースラインとは基板８を位置合わせするときのショット中心と露光するときのショット中心（投影光学系の光軸）間距離のことである。オフアクシス顕微鏡１５は非露光光を使用した非ＴＴＬ(Through The Lens)顕微鏡であり、オフアクシス顕微鏡１６は非露光光を使用したＴＴＬ顕微鏡である。
上記オフアクシス顕微鏡１５及びオフアクシス顕微鏡１６は、基板８上のアライメントマークの位置を検出する。
【００１８】
検出方式は、レーザ光又はハロゲンランプを光源とする波長帯域幅の広い光でアライメントマークを照明し、撮像したアライメントマークの画像データを画像処理して計測する方式、或いは基板上の回折格子状のアライメントマークに同一周波数又は周波数を僅かに変えたレーザ光を１つの方向または２つの方向から照射し発生した２つの回折光を干渉させその位相からアライメントマークの位置を計測する干渉式アライメント方式等がある。
【００１９】
従来の走査型露光装置におけるオフアクシス顕微鏡１５、オフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測の概要を以下に説明する。
【００２０】
従来の走査型露光装置のベースライン計測は、原版ステージ２と基板ステージ９を所定の位置に駆動させ、第２位置検出手段１４により基準原版２と基準基板１０の相対位置を検出する（第１工程）。
【００２１】
基準基板１０を基板ステージ９の駆動により上記オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６の検出範囲に移動させ、オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６内に設けられている基準マークと基準基板１０上の基準マークの相対位置を検出する（第２工程）。
【００２２】
第１工程と第２工程の検出結果によりオフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースラインを算出し、算出結果によりオフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースライン補正を行う（例えば、特許文献１，２参照）。
【００２３】
【特許文献１】
特開平９−２９８１４７号公報
【特許文献２】
特開平１０−７９３４０号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、半導体集積回路等のパターンは益々高集積及び微細化されており、一層のアライメント精度の向上、および装置全体のスループット向上のために各種検出装置の検出処理時間の高速化が求められている。
【００２５】
上記の如き従来技術では、第２位置検出手段１４に２つの位置検出系１４ａ，１４ｂを搭載して計測しているが、昨今の高集積化、微細化の技術に対し限界を生じ始めている。
【００２６】
第２位置検出手段１４を使用した焦点面位置検出時、実際の露光像面を左右２点の計測値から推定するため、２つの位置検出系１４ａ，１４ｂの検出範囲は上記の如く左右同軸上に設けられている。従って、従来の走査型露光装置では、ベースライン計測等を露光光の光軸上で計測することができず、投影光学系の収差よるディストーシュン等の影響を受ける恐れがあった。
更に、焦点面位置検出において可能な限り露光光の光軸近傍で計測を行うことが要求されるため、露光の際、上記位置検出系は露光領域から待避するための駆動を行わなくてはならず検出時間及び検出精度に駆動成分が含まれる問題があった。
また、従来の走査型露光装置では、２つの位置検出系１４ａ，１４ｂは露光スリット内に検出位置があるため、露光中或いは露光終了位置においてベースライン計測ができないという問題があった。更にベースライン計測時においても原版ステージ２及び基板ステージ９を所定のベースライン計測位置まで駆動させる必要があり、装置全体のスループットに対し課題があった。
【００２７】
また、半導体集積回路等のパターンが益々高集積化及び微細化されるのに伴い、投影光学系のＮＡが大きくなり投影光学系の外形が大きくなる傾向がある。これに伴い、投影光学系近傍に設けられている非ＴＴＬオフアクシス顕微鏡を露光光の光軸から離す必要があるがこのようにベースラインが長くなるとベースライン計測精度が低下しアライメント精度の低下を招く問題があった。
【００２８】
また、露光波長の短波長化に伴い露光光の光学部材に対する透過率が低くなっている。更に装置全体のスループット向上のために露光光量が増大している。上述によって原版に吸収される露光光は増加しており、原版の熱変形の要因となる。しかし、従来の走査型露光装置は露光中における原版の熱変形を観察できる位置検出系を備えておらず検出する手段がなかった。
【００２９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、高いアライメント精度で露光でき、更に装置全体のスループットにおける検出処理時間のウェイトを短縮することで高スループットを実現することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る走査型露光装置は、原版と基板とを走査しながら、投影光学系を介して前記原版のパターンを前記基板上に露光する走査型露光装置において、走査方向に短いスリット状または円弧状の露光光で前記原版を照明する照明光学系と、第１原版基準マーク、第２原版基準マークおよび第３原版基準マークが前記走査方向に垂直な方向に配置され、前記原版を保持して移動する原版ステージと、第１基板基準マーク、第２基板基準マークおよび第３基板基準マークが前記走査方向に垂直な方向に配置され、アライメントマークを有し、前記基板を保持して移動する基板ステージと、前記走査方向に垂直な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第１原版基準マークと前記第１基板基準マークの相対ずれ量を検出する第１位置検出系と、前記走査方向に垂直な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第２原版基準マークと前記第２基板基準マークの相対ずれ量を検出する第２位置検出系と、前記走査方向に平行な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第３原版基準マークと前記第３基板基準マークの相対ずれ量を検出する第３位置検出系と、前記露光光とは異なる波長の光を用い前記アライメントマークの位置を検出するオフアクシス検出系と、を備え、前記第１位置検出系、前記第２位置検出系および前記第３位置検出系による検出は、前記原版ステージの駆動により前記第３原版基準マークが前記投影光学系の光軸上に移動され、前記基板ステージの駆動により前記第３基板基準マークが前記投影光学系の光軸上に移動された際に、行なわれ、前記第１位置検出系、前記第２位置検出系および前記第３位置検出系の検出結果と前記オフアクシス検出系の検出結果とに基づいて、前記原版と前記基板の位置合わせを行なう。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
［概要の説明］
本発明に係る実施形態では、原版基準マークを有する原版ステージに保持された原版と基板基準マークを有する基板ステージに保持された基板を相対的に走査させながら、光源から発せられた露光光を用いて前記原版上のパターンを投影光学系を介して前記基板上に露光する走査型露光装置において、露光光と実質的に同一の波長の光を用いて、走査方向に略垂直な方向に移動して原版基準マークと基板基準マークの位置を検出する少なくとも２つの第１及び第２位置検出系と、露光光と実質的に同一の波長の光を用いて、走査方向に略平行な方向に移動して原版基準マークと基板基準マークの位置を検出する少なくとも１つの第３位置検出系とを備え、第１乃至第３位置検出系の各検出結果に基づいて、原版と基板の位置合わせを行なう。
【００３３】
上記構成によれば、従来の走査型露光装置では２つの位置検出系が搭載されているのに対し、本発明の走査型露光装置では３つ以上の位置検出系が搭載されることになり、３点での検出結果を用いることができるため、従来の走査型露光装置に対して検出精度の向上が可能である。
【００３４】
また、好ましい実施態様によれば、第３位置検出系は露光光の光軸上を検出可能であるため、略実際の露光光の光軸上或いは露光像面上で原版、原版ステージに固定して設けられた原版の基準部を露光光によって観察することができ、更に投影光学系を介して略実際の露光光の光軸上或いは露光像面上で基板ステージに固定して設けられた基板の基準基部を露光光によって観察することができる。従って、第３位置検出系において投影光学系の収差によるディストーション等の影響を削除或いは低減させた検出を行うことができる。
【００３５】
更に、第３位置検出系は露光領域内だけでなく露光領域外も検出範囲となっており、かつ露光する際に第３位置検出系の待機している位置は前記露光領域外の検出範囲内になっている。従って、位置検出の際、第３位置検出系の駆動を行わず検出を行うことができる。
【００３６】
また、露光する際に第３位置検出系の待機している位置と第３位置検出系の検出範囲とが近傍にあるため、位置検出の際、第３位置検出系の駆動を短縮させ検出を行うことができる。従って、第３位置検出系の露光時の待避駆動を削除或いは減少でき、計測精度、計測時間から駆動要素を削除或いは低減することができる。
【００３７】
また、上記構成において、前記基板の位置を検出するオフアクシス顕微鏡を更に備え、前記第３位置検出系の前記基板に対する検出範囲は、当該オフアクシス顕微鏡の検出範囲を含む前記露光光の光軸と前記オフアクシス顕微鏡の検出範囲の間にあることで、オフアクシス顕微鏡のベースライン計測を行う際、従来の基板ステージ、原版ステージの駆動量を短縮或いは削除することができる。従って前記駆動成分を低減或いは削除でき、高精度かつ高速なベースライン計測が可能であり、重ね合わせ精度の向上及び装置全体のスループットを向上させることができる。
また、上記構成において、前記少なくとも３つの位置検出系から任意の第１乃至第３位置検出系が選択可能であり、又は前記少なくとも３つの位置検出系から任意の検出結果を選択可能であることで、３つの位置検出系の全てを選択すること、第３位置検出系のみを選択すること、或いは第１位置検出系と第２位置検出系を選択することなど随時計測方法に応じて最も効果のある位置検出系を選択することが可能である。更に、各検出結果を個々に選択できるため、各検出結果に重みを付けた処理を行うことができる。
また、上記構成において、第１乃至第３位置検出系は原版基準マークと基板基準マークの相対位置を検出し、オフアクシス顕微鏡は基板の基準部の位置を検出するので、各マークの相対位置と基板の基準部の位置との各検出結果に基づいてオフアクシス顕微鏡のベースライン補正を行うことができる。
【００３８】
また、上記構成において、前記第３位置検出系は、当該第３位置検出系の検出範囲を露光終了時点での位置から移動させずに前記原版ステージと前記基板ステージとを位置合わせすることもできる。
【００３９】
また、上記構成において、前記第１乃至第３位置検出系は、各位置検出系ごとに前記原版ステージの移動方向への位置座標の検出と当該移動方向に直交する方向への位置座標の検出とを行うことで、各位置検出系は個々に原版及び基板上の少なくとも１つの基準マークを観察し、個々に原版ステージの走査方向の座標軸、走査方向に直交するの座標軸の両座標軸で検出を行うことができる。
また、上記構成において、前記基板の基準部は、露光中において前記オフアクシス顕微鏡が当該基準部に設けられた所定マークを観察できる範囲に設けられ、前記第３位置検出系は前記露光中に当該範囲において前記原版基準マークと前記基板基準マークとの相対位置を検出することで、露光途中の所定範囲においてオフアクシス顕微鏡のベースライン計測が実施できる。
また、上記構成において、前記基板の基準部は、前記第３位置検出系の検出範囲を露光終了時点での位置に静止させたままで前記オフアクシス顕微鏡が当該基準部に設けられた所定マークを観察できる範囲に設けられ、前記第３位置検出系は当該範囲において前記原版基準マークと前記基板基準マークとの相対位置を検出することで、露光終了後、前記原版ステージ、前記基板ステージ、前記第３位置検出系の検出範囲を移動させることなくベースライン計測を行うことが出来る。
【００４０】
また、上記構成において、前記第１乃至第３位置検出系は、前記原版ステージの原点位置の検出、前記原版ステージと前記基板ステージの走りの差異の検出、前記原版ステージに対する前記原版の傾きの検出、前記原版の変形量の検出の少なくとも１つを行い、各検出結果を用いて各々の値の補正を行うことで、本発明の走査型露光装置を使用し、原版ステージの原点位置検出、原版ステージと基板ステージの走りの差異検出、原版ステージに対する原版の傾き検出、原版の熱変形量検出の少なくとも１つを行い、各検出結果より補正処理を行うことができる。
【００４１】
［具体的な実施形態の説明］
図１は本発明に係る実施形態の露光装置の概略構成を示し、図３及び図４の従来装置と同じ部材には説明の便宜上同一の符号を付している。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態の走査型露光装置には、第２位置検出手段１４に３つ以上の位置検出系として第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃが設けられている。
各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、任意の検出範囲で検出するための駆動機構を個々に備えている。第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂは原版ステージ２の走査方向と略直交する方向（図中Ｘ方向）に検出範囲を任意に移動させることが可能であり、第３位置検出系１４ｃは、原版ステージの走査方向と略平行な方向(図中Ｙ方向)に検出範囲を移動させることが可能である。
【００４３】
上記各位置検出系を使用した検出を行う際、任意の位置検出系を１つ若しくは２つ以上の複数、或いは全てを選択することが可能である。また、選択された位置検出系の検出結果によって位置を算出する際においても１つ若しくは２つ以上の複数の検出結果を任意に選択することが可能である。
【００４４】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂの検出範囲は露光光の光軸に対し略対称に配置されている。第３位置検出系１４ｃは露光光の光軸上を観察可能である。各位置検出系１４ａ、１４ｂ、１４ｃは原版のパターンを基板に露光する際は、露光光を遮光しない位置に待避した位置、或いは露光光を遮光しない位置に静止している。
【００４５】
図２に示すように、走査型露光装置はＹ方向(基板ステージ２の走査方向)に短いスリット状或いは円弧状の露光用照明領域２２（露光スリット）が形成されている。本実施形態の第３位置検出系１４ｃは原版ステージ２と略平行な検出位置への駆動が可能であるため、図２のように第３位置検出系１４ｃは露光用照明領域(露光スリット)２２の外側も検出範囲１４ｃａとなっている。
【００４６】
上記各位置検出系には互いの位置検出系と干渉しないように複数の位置センサが設けられており、不図示の駆動制御手段によって制御されている。
第２位置検出手段１４は、露光用照明光学系７から露光光と実質的に同一波長の光を３光束切り出し、各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃに個々に導光している。３光束の分岐方法は、露光用照明光学系７内で３光束に分岐し各位置検出系に導光する方法や、或いは露光用照明光学系７内で２光束に分岐し、上記２系統のうち１光束を第２位置検出手段１４内部で更に分岐し、３光束を各位置検出系に導光する方法、または露光用照明光学系７から１光束で導入し、第２位置検出手段１４内部で３光束に分岐し、各位置検出系に導光する方法等がある。
【００４７】
尚、本発明の走査型露光装置は、上記記載の方法に限定されず、各位置検出系に露光光を導光することが可能な導光方法であれば、その導光方法は本発明の主旨を逸脱しない限り種々の構成をとりうることが可能である。
【００４８】
露光用照明光学系７から第２位置検出手段１４に導光する照明光学系は、ファイバー等のフレキシブルな光学系で導光、或いはレンズ、ミラー等の光学系で導光しても良い。特に露光光としてＫｒＦエキシマレーザー（λ=248ｎｍ）、ＡｒＦレーザ−（λ＝193ｎｍ）、Ｆ２レーザー（λ＝158ｎｍ）等の短波長レーザを使用する走査型露光装置では、露光光の減衰が高い為、不活性ガスで略密閉された空間内を導光することが効果的である。
各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃには個別に不図示の減衰率を選択可能な減衰ガラスが設けられており、各位置検出系間の光量差を補正或いは調整できるようになっている。
【００４９】
上記位置検出系は３つに限定されるものでなく、３つ以上の位置検出系を搭載することが可能であり、上記３つ以上の位置検出系のうち、少なくとも２つ以上の第１及び第２位置検出系は原版ステージ２の走査方向と略直交する方向（図中Ｘ方向）に検出範囲を任意に移動させることが可能であり、他の位置検出系のうち、少なくとも１つ以上の第３位置検出系は、上記原版ステージの走査方向と略平行な方向(図中Ｙ方向)に検出範囲を移動させることが可能である。更に、少なくとも１つの位置検出系は露光光の光軸上を観察可能である。
各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃは図示Ｙ軸用単体或いはＸ軸用単体の位置検出手段ではなく、原版１、基準原版４ａ，４ｂ、基準基板１０上の少なくとも１つ以上のマークを観察し、各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃの個々にＸ方向、Ｙ方向の位置を観察するものである。
【００５０】
尚、各位置検出系内部においては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向を同じ検出光路で検出する方法、またはＸ軸用位置検出系光路、Ｙ軸用位置検出系光路と分離し検出する方法等を適用することが可能である。
基準原版４ａには、第２計測位置手段１４の各位置検出系により検出可能な複数の原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１，１７ｃ２が各位置検出系の検出範囲に応じた一定の既知寸法間隔で構成されている。
【００５１】
図５の基準原版４ａには、第１位置検出系１４ａにより観察可能な原版基準マーク１７ａ１、第２位置検出系１４ｂにより観察可能な原版基準マーク１７ｂ１、第３位置検出系１４ｃにより観察可能な原版基準マーク１７ｃ１，１７ｃ２が形成されており、各原版基準マーク間の相対距離は既知寸法に構成されている。
【００５２】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃを使用した検出の際に用いられる原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１の各マーク配列は、原版ステージ２の走査方向と略直交するようにそれぞれ基準原版４ａの所定の各検出範囲１４ａａ，１４ｂａ，１４ｃａに配置されている。
【００５３】
第３位置検出系１４ｃを使用した検出の際用いられる原版基準マーク１７ｃ１、１７ｃ２の各マーク配列は、原版ステージ２の露光光の光軸上を通る走査方向に基準原版４ａの第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃａに配置されている。
基準原版４ｂには、第２位置検出手段１４の各位置検出系により検出可能な複数の原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３が各検出範囲１４ａｂ，１４ｂｂ，１４ｃｂに一定の既知寸法間隔で構成されている。
【００５４】
図５の基準原版４ｂには、第１位置検出系１４ａにより観察可能な原版基準マーク１７ａ３、第２位置検出系１４ｂにより観察可能な原版基準マーク１７ｂ３、第３位置検出系１４ｃにより観察可能な原版基準マーク１７ｃ３が形成されており、各原版基準マーク間の相対距離は既知寸法である。
【００５５】
原版基準マーク１７ａ１，１７ａ３の各マーク配列は、原版ステージ２の走査方向と略平行に配置されている。同様に原版基準マーク１７ｂ１，１７ｂ３の各マーク配列及び原版基準マーク１７ｃ１，１７ｃ３の各マーク配列も原版ステージ２の走査方向と略平行に配置されている。
上記原版基準マークは個々の位置検出系に対して個々に分割設置されていても良いが、設置精度を考慮した場合、図５に示すように１枚の平行平面ガラスに形成されているのが望ましい。また、各原版基準マークは１つまたは複数でも良い。
【００５６】
基準部としての基準基板１０には、第２位置検出手段１４の各位置検出系により検出可能な複数の基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１，１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３が各検出範囲に応じた一定の既知寸法間隔で構成されている。
【００５７】
図６の基準基板１０には、第１位置検出系１４ａにより観察可能な基板基準マーク１８ａ１，１８ａ３、第２位置検出系１４ｂにより観察可能な基板基準マーク１８ｂ１，１８ｂ３、第３位置検出系１４ｃにより観察可能な基板基準マーク１８ｃ１，１８ｃ３が形成されており、各基板基準マーク間の相対距離は既知寸法に構成されている。
【００５８】
基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１のマーク配列は、基板ステージ９のＸ駆動方向と略平行な方向であり、各位置検出系で略同時に検出できる所定の位置１４ａｃ，１４ｂｃ，１４ｃｃに配置されている。基板基準マーク１８ａ１，１８ａ３の各マーク配列は、基板ステージ９のＹ駆動方向と略平行な方向に設定されている。同様に基板基準マーク１８ｂ１，１８ｂ３の各マーク配列、基板基準マーク１８ｃ１，１８ｃ３の各マーク配列は、基板ステージ９のＹ駆動方向と略平行な方向に設定されている。
基準基板１０にはオフアクシス顕微鏡１５により検出可能な基板基準マーク１９がオフアクシス顕微鏡の検出範囲１５ａに形成されている。
【００５９】
各基板基準マークは、それぞれ設計上の座標系に基づいて各プレート上に形成され、その相対位置関係は既知である。
【００６０】
本実施形態の走査型露光装置では、図１に示すように基板ステージ９が露光位置にある状態で、基準基板１０が上記オフアクシス顕微鏡１５の検出範囲を含む露光光の光軸とオフアクシス顕微鏡１５の検出範囲との間に位置し、第３位置検出系１４ｃの基準基板１０に対する検出範囲が、当該オフアクシス顕微鏡１５の検出範囲を含む露光光の光軸とオフアクシス顕微鏡１５の検出範囲の間にあるように構成されていることが望ましく、より本実施形態の効果を享受できる。
本実施形態の走査型露光装置におけるオフアクシス顕微鏡１５は、露光光の光軸を含むＹ軸方向に検出範囲を有している。
【００６１】
［第１の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段１４の第１の検出方法として原版ステージ２の原点位置を検出するキャリブレーション検出方法を含む。以下にその計測例について説明する（図１、図７参照）。
【００６２】
図７は上記キャリブレーション検出を行う際の第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃのそれぞれの検出範囲を示す。
【００６３】
第１位置検出系１４ａの検出範囲１４ａ１、第２位置検出系１４ｂの検出範囲１４ｂ１、第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１は、原版ステージ２の走査方向と略直交する直線上に設定されている。更に、第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１は露光光の光軸と略一致している。
装置電源ＯＦＦ等の原因によりレーザ干渉計３の計測原点がリセットされた場合、装置電源が再投入されると第３位置検出系１４ｃは露光光の光軸上の検出範囲１４ｃ１に駆動される。原版ステージ２に固定して設けられている基準原版上の基準マーク１７ｃ１を原版ステージ２の駆動により露光光の光軸上の第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１に駆動する。その際、原版ステージ２は原版ステージ２のガイドに設けられたセンサを基準に駆動される。第３位置検出系１４ｃは、第３位置検出系１４ｃの管面基準(取付け位置)と基準マークのずれ量を検出する。そして、この検出結果により原版ステージ２の原点オフセットを算出する。
第３位置検出系１４ｃの検出結果のみによって原点オフセットを算出するだけでなく、図５のごとく第１位置検出系１４ａ，第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃを使用し、各検出結果より原点オフセットを求めても良い。
【００６４】
本発明の走査型露光装置は任意の位置検出系を個々に駆動でき、任意の位置検出系の検出結果を原点オフセット算出に用いる。更に例えば各位置検出系の検出結果を同一列で扱うのでなく、投影レンズの収差の影響を受けない第３位置検出系１４ｃの検出結果に重みをおいて算出することも可能である。
【００６５】
［第２の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段１４の第２の検出方法としてオフアクシス顕微鏡のベースライン計測において露光光の光軸と基準基板の相互位置のずれ量を検出する検出方法を含む。以下に、この計測例について説明する。
【００６６】
＜第１例＞
先ず、ベースライン計測の第１の実施形態を以下に示す。（図１、図５、図６、図７参照）
本計測を行うに際し、第３位置検出系１４ｃを露光光の光軸上の第３位置検出系検出範囲１４ｃ１に駆動する。
【００６７】
基準原版２に形成されている原版基準マーク１７ｃ１を原版ステージ２の駆動により上記露光光の光軸上の検出範囲１４ｃ１に移動する。基準基板１０に形成されている基板基準マーク１８ｃ１を基板ステージ９の駆動により上記露光光の光軸上の検出範囲１４ｃ１に移動する。
【００６８】
原版基準マーク１７ｃ１と基板基準マーク１８ｃ１の相対ずれ量を第３位置検出系１４ｃによって検出する（第１工程）。第１工程完了後、基準基板マーク１９をオフアクシス顕微鏡１５の検出範囲１５ａに移動する。基準基板マーク１９とオフアクシス顕微鏡１５に固定して設けられている顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する（第２工程）。第１工程と第２工程の検出結果によりオフアクシス顕微鏡１５のベースラインを算出し、オフアクシス顕微鏡のベースライン補正を行う。
＜第２例＞
また、ベースライン計測の第２の実施形態によれば（図１、図５、図６、図７参照）、第３位置検出系１４ｃで原版基準マーク１７ｃ１、基板基準マーク１８ｃ１を検出しオフアクシス顕微鏡１５のベースライン計測を行う場合、第１位置検出系１４ａにより原版基準マーク１７ａ１と基板基準マーク１８ａ１の相対ずれ量、第２位置検出系１４ｂにより原版基準マーク１７ｂ１と基板基準マーク１８ｂ１の相対ずれ量を略同時或いは個々に検出する。
第３位置検出系１４ｃの検出結果のみによって原版基準マーク１７ａ１と基板基準マーク１８ａ１の相対ずれ量を算出するだけでなく、各位置検出系１４ａ、１４ｂ、１４ｃの検出結果から相対ずれ量を検出しオフアクシス顕微鏡１５のベースラインを高精度に算出する。
【００６９】
上記算出結果を利用し、オフアクシス顕微鏡１５のベースライン補正を行う。更に各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃの検出結果を均等に扱いベースラインを算出するだけでなく、例えば投影レンズ５の収差の影響が最も少ない第３位置検出系１４ｃの結果に重みをつけた算出等も可能である。
【００７０】
＜第３例＞
次に、ベースライン計測の第３の実施形態について説明する（図１、図５、図６、図８参照）。
【００７１】
ベースライン計測の第３の実施形態によれば、第３位置検出系１４ｃにおいて露光時の待機位置と検出範囲が略一致している。
【００７２】
ベースライン計測の第３の実施形態によれば、第３位置検出系１４ｃは露光の際の待避位置で検出を行うことができるため、第３位置検出系１４ｃを使用する検出を行う際、第３位置検出系１４ｃを検出位置に駆動をする必要が無い。従って、ベースライン計測において第３位置検出系の駆動成分が削除できるので、高速かつ高精度なベースライン計測を行うことができる。上記計測結果を利用し、オフアクシス顕微鏡１５のベースライン補正を行う。
【００７３】
また、例えば配置的な制約等の理由により、第３位置検出系１４ｃの露光時の待機位置と検出範囲が略一致していなく近傍にある状態でも、第３位置検出系の駆動成分が減少するため、計測時間及び計測精度に効果が期待できる。
【００７４】
尚、本効果は、ベースライン計測に限定されたものでなく、第３位置検出系１４ｃを使用する各種検出方法において有効である。
【００７５】
＜第４例＞
次に、ベースライン計測の第４の実施形態について説明する（図１、図５、図６、図８参照）。
【００７６】
本実施形態によれば、原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方を移動させずに、第３位置検出系１４ｃにより原版基準マーク１７ｃ１、基板基準マーク１８ｃ１の相対ずれ量を検出し、更にオフアクシス顕微鏡１５により基板基準マーク１９とオフアクシス顕微鏡の顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する。
【００７７】
また、原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方の駆動を介しないベースライン計測が可能であり、駆動時間或いは駆動精度を削除或いは低減したベースライン計測を高速かつ高精度に行う。前記計測結果によりオフアクシス顕微鏡15のベースライン補正を行う。
【００７８】
また、例えば投影光学系５周辺の配置的な制約等の理由により、基板ステージ９を移動させずに上記検出が実施できなくとも、第３位置検出系１４ｃの検出範囲を露光光の光軸と上記オフアクシス顕微鏡１５の間にすることにより、ベースライン計測を行う際に第３位置検出系１４ｃを使用する時の基板ステージ位置とオフアクシス顕微鏡１５を使用する時の基板ステージ位置を近づける効果があるため、基板ステ−ジ９の駆動量を減少させることができ、計測時間及び計測精度に効果が期待できる。
【００７９】
原版ステージ２の場合もベースライン計測を行う際に第３位置検出系１４ｃを使用する時の原版ステージ位置とオフアクシス顕微鏡１５を使用する時の原版ステージ位置を近づける効果があるため、同様の効果を期待できる。
【００８０】
＜第５例＞
ベースライン計測の第５の実施形態について説明する（図１、図２、図５、図６、図１１参照）。
【００８１】
図１１に示すように、第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１はベースライン計測の第４の実施形態のごとく、露光時の待機位置と上記検出範囲１４ｃ１とが略一致している。
【００８２】
露光終了の位置で、原版ステージ２、基板ステージ９、第３位置検出系１４ｃの駆動を介せずオフアクシス顕微鏡のベースライン計測を実施することが可能である。
【００８３】
本実施形態における構成の詳細を以下に説明する。
【００８４】
第３位置検出系１４ｃは図２に示すように露光スリット２２内だけでなく露光スリット２２外にも検出範囲が設定されており、露光時の待機位置においても第３位置検出系１４ｃは検出可能である。
基準原版４ａの原版基準マーク１７ｃ２は走査露光による原版ステージ２の走査駆動によって図１１のように第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１に移動され、走査露光終了時に検出可能な範囲に配置されている。
基準基板１０の基板基準マーク１８ｃ３は走査露光による基板ステージ９の走査駆動により図１１に示すように走査露光終了時に第３位置検出系１４ｃにより検出可能な範囲に配置されている。
更に走査露光終了時に、オフアクシス顕微鏡１５によりオフアクシス顕微鏡用の基板基準マーク１９を検出することが可能であるようにオフアクシス顕微鏡１５、基準基板１０上の基板基準マーク１９と基板基準マーク１８ｃ３のマーク同士が配置されている。
【００８５】
上記構成により、走査露光終了位置において、原版ステージ２、基板ステージ９、第３位置検出系１４ｃの駆動を介さず第３位置検出系１４ｃにより原版基準マーク１７ｃ２、基板基準マーク１８ｃ３の相対ずれ量を検出し、基準基板マーク１９とオフアクシス顕微鏡１５に固定して設けられている顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する。上記検出結果によりオフアクシス顕微鏡15のベースラインを算出する。
本実施形態を行うことにより、原版ステージ２、基板ステージ９、第３位置検出系１４ｃの駆動を介さず、露光終了位置でベースライン計測が実施できるため、装置全体のスループットを向上させることが可能である。
更に計測精度においても上記駆動成分が含まれないため、高精度な検出及び算出を行える。
【００８６】
＜第６例＞
ベースライン計測の第６の実施形態について説明する（図１、図２、図５、図６、図１２参照）。
【００８７】
図１２に示すように、第３位置検出系１４ｃの検出位置１４ｃ１はベースライン計測の第４の実施形態ごとく、露光時の待機位置と前記検出範囲１４ｃ１が略一致している。露光途中の所定の位置で基準原版４ａと基準基板１０の相対位置を第３位置検出系１４ｃにより検出可能であり、更にオフアクシス顕微鏡１５によって基準基板１０が検出可能である。
【００８８】
本実施形態における構成の詳細を以下に説明する。
【００８９】
第３位置検出系１４ｃは図２に示すように露光スリット２２内だけでなく露光スリット２２外にも検出範囲が設定されており、露光時の待機位置で第３位置検出系１４ｃは検出可能である。
基準原版４ａの原版基準マーク１７ｃ２は走査露光による原版ステージ２の走査駆動によって図１２のように第３位置検出系１４ｃの検出位置１４ｃ１に移動され、走査露光途中の所定の範囲で検出可能な範囲に配置されている。
基準基板１０の基板基準マーク１８ｃ３は走査露光による基板ステージ９の走査駆動により図１２に示すように走査露光途中の所定の範囲で第３位置検出系１４ｃにより検出可能な範囲に配置されている。
更に、上記基板ステージ位置において、オフアクシス顕微鏡１５によりオフアクシス顕微鏡用の基板基準マーク１９を検出することが可能である。
【００９０】
上記構成により、走査露光途中の所定の範囲において第３位置検出系１４ｃにより原版基準マーク１７ｃ２、基板基準マーク１８ｃ３の相対ずれ量を検出し、基準基板マーク１９とオフアクシス顕微鏡１５に固定して設けられている顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する。上記検出結果によりオフアクシス顕微鏡１５のベースラインを算出する。この実施形態によって露光中のベースラインの算出結果を不図示の演算処理装置に送り、露光中のベースライン変動を補正する補正処理或いは補正駆動を行うことが可能である。
【００９１】
従来ベースライン計測を行う際は露光終了してから実施していたが、本実施形態によれば露光終了前にベースライン計測を行うこと、或いは開始することができるため装置全体のスループットを向上させることが可能である。
また、オフアクシス顕微鏡１６においても第２位置検出手段１４の計測精度が向上するため、高精度なオフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測を実施できる。
【００９２】
図９のように本実施形態の走査型露光装置のベースライン計測等において、基準原版４ａではなく基準原版４ｂ或いは原版１を使用することも可能である。
【００９３】
［第３の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段の第３の検出方法として原版ステージ２と基板ステージ９の走りの差異を計測する方法を含む（図１、図５、図６、図７参照）。
【００９４】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの検出範囲に原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３を原版ステージ２の駆動により移動させ、略同時に基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１を基板ステージ９の駆動により移動させる。各位置検出系により、上記原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３と上記基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１の相対ずれ量を計測し各基準マークの位置合わせを行なう（第３工程）。
【００９５】
原版ステージ２の駆動により第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ，第３位置検出系１４ｃの検出範囲に原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１を移動させる。各位置検出系により、原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１と基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１の相対ずれ量を計測する（第４工程）。
【００９６】
基板ステージ９の駆動により第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの検出範囲に基板基準マーク１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３を移動させる。各位置検出系により、原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１と基板基準マーク１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３の相対ずれ量を計測する（第５工程）。
【００９７】
原版ステージ２の駆動により第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの検出範囲に原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３を移動させる。各位置検出系により、原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３と基板基準マーク１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３の相対ずれ量を計測する（第６工程）。
【００９８】
第３工程〜第６工程の結果により原版ステージ２と基板ステージ９の走りの差異を算出する。上記算出結果から原版ステージ２と基板ステージ９の走りの差異を補正する。
【００９９】
［第４の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段の第４の検出方法として原版ステージ２に対する原版１の傾きを計測する方法を含む（図１、図５、図６、図１０参照）。
【０１００】
本計測を行うに際し、不図示の顕微鏡によって原版１と不図示の原版ステージ２に固定された基準マークとの相対位置が算出されている。
本計測に用いられる原版１には第２計測位置手段１４の各位置検出系により検出可能な複数のマーク群１ａ、１ｂ、１ｃが各検出範囲に応じた一定の既知寸法間隔で構成されている。
【０１０１】
図１０の原版１には、第１位置検出系１４ａにより観察可能なマーク群１ａ、第２位置検出系１４ｂにより観察可能なマーク群１ｂ、第３位置検出系１４ｃにより観察可能なマーク群１ｃが形成されており、各マーク群のマーク配列は互いに実質平行であり、その相対距離は既知寸法である。
【０１０２】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの各検出範囲にそれぞれのマーク群１ａ，１ｂ，１ｃの第１計測マークを原版ステージ２の駆動により移動させ、略同時に基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１を基板ステージ９の駆動により移動させる。各位置検出系により、上記原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３と上記基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１の相対ずれ量を計測し各基準マークの位置合わせをする。
【０１０３】
原版ステージ２を走査させ各マーク群の複数のマーク位置を観察し、基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１との相対ずれ量を計測する。各マークの相対ずれ量の検出結果と上記原版１と不図示の原版ステージに固定された基準マークとの相対位置の算出結果と上記第３の検出方法による原版ステージ２と基板ステージ９の走りの算出結果により原版ステージ２に対する原版１の傾きを算出する。
【０１０４】
［第５の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段１４の第５の検出方法として露光中のレチクルの熱変形を検出する方法を含む（図１、図５、図６、図９参照）。
【０１０５】
本実施形態の走査型露光装置では、第３位置検出系１４ｃは露光時の待機位置においても基準基板１０が観察できる。原版１上には本計測に使用するマークが１つ或いは複数形成されている。同様に基準基板１０上にも本計測に使用するマークが１つ或いは複数形成されている。露光ショット列が最も基準基板１０に近づくショット列のいずれかのショットの露光中或いは基板ステージのショット間の移動中において第３位置検出系１４ｃにより１つ或いは複数の上記原版上のマークと基準基板上のマークを重ね合わせ検出が可能である。
【０１０６】
上記検出により、複数のマーク間距離、或いは基準基板１０上のマークを基準にした原版１上のマーク位置或いは形状変動により露光時のレチクル熱変形量を算出する。前記算出結果によりレチクル熱変形を補正する処理を行う。
【０１０７】
［実施形態の効果］
上記実施形態によれば、第２位置検出手段１４に新たに第３位置検出系１４ｃを設けたことで、２つの位置検出系１４ａ，１４ｂで検出していた従来よりも基板ステージ９の高精度な原点オフセットの算出、オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測、原版ステージ２と基板ステージ９の相対走り誤差計測、原版ステージ２に対する原版１の傾き計測等において高精度な位置計測が可能である。
【０１０８】
第３位置検出系１４ｃは投影光学系を介して露光光と実質同一波長の光で露光光の光軸上を観察可能であるため、実際の露光光の光軸上或いは露光像面での計測が可能になり高精度な位置検出が可能である。
【０１０９】
第３位置検出系１４ｃの検出位置が露光領域内だけでなく露光領域外にもあるため、ベースライン計測等において第３位置検出系１４ｃを露光時に待機位置へ待避駆動させることが不要であり、高速な位置検出を行うことが可能となる。同時に駆動誤差が削除或いは低減できるため高精度な位置検出が可能となる。
【０１１０】
第３位置検出系１４ｃの検出位置が露光領域内だけでなく露光領域外にもあるため、ベースライン計測等において原版ステージ２を駆動せず或いは駆動量を短縮でき、装置全体のスループットを向上させることができる。同時に駆動誤差が削除或いは低減できるため、高精度な位置検出が可能である。
【０１１１】
第３位置検出系１４ｃの検出位置が露光領域内だけでなく露光領域外にもあるため、ベースライン計測等において基板ステージ９を駆動せず或いは駆動量を短縮でき、装置全体のスループットを向上させることができる。同時に駆動誤差が削除或いは低減できるため高精度な位置検出が可能である。
【０１１２】
第３位置検出系１４ｃの検出範囲は、露光光の光軸とオフアクシス顕微鏡１５の検出配範囲を含む間にあるため、ベースライン計測において原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方を駆動させる際の駆動要素を短縮或いは削除でき、高速かつ高精度の位置検出を行うことができ、装置全体のスループットを向上及び高精度な重ね合わせ露光を行うことができる。
【０１１３】
原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方及び第３位置検出系の検出範囲を露光終了位置から移動させずに、オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測が可能である。従って、高速かつ高精度の位置検出を行うことができ、装置全体のスループットを向上及び高精度な重ね合わせ露光を行うことができる。
【０１１４】
第３位置検出系１４ｃを使用し露光中にベースライン計測等を行うことが可能であるため、装置全体のスループットにおける位置合わせ計測時間が短縮される。
【０１１５】
第３位置検出系１４ｃを使用し露光熱等の要因によるレチクルの変形量を検出できるため、高精度な重ね合わせ露光が可能である。
【０１１６】
【他の実施形態】
本発明は、前述した実施形態のキャリブレーションなどの機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。
【０１１７】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明のクレームでは、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１１８】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【０１１９】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【０１２０】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明のクレームに含まれるものである。
【０１２１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０１２２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０１２３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高いアライメント精度で露光でき、更に装置全体のスループットにおける検出処理時間のウェイトを短縮することで高スループットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の斜視図。
【図２】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の露光領域と第２位置検出手段の検出領域とを示す概略図。
【図３】従来の走査型露光装置の斜視図。
【図４】従来の走査型露光装置の正面図。
【図５】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の原版ステージ上面の配置図。
【図６】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の基準基板マークの配置図。
【図７】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図８】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図９】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図１０】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図１１】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図、（ｃ）は基板ステージ上面の配置図である。
【図１２】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図、（ｃ）は基板ステージ上面の配置図である。
【符号の説明】
１ 原版
１ａ 第１位置検出系用マーク群
１ｂ 第２位置検出系用マーク群
１ｃ 第３位置検出系用マーク群
２ 原版ステージ
３ レーザ干渉計
４ａ、４ｂ 基準原版
５ 投影光学系
６ 移動鏡
７ 露光用照明光学系
８ 基板（ウェハ）
９ 基板ステージ
１０ 基準基板
１１ レーザ干渉計
１２ 移動鏡
１３ 第１位置検出手段
１４ 第２位置検出手段
１４ａ 第１位置検出系
１４ａ１ 第１位置検出系検出範囲
１４ａａ、１４ａｂ 第１位置検出系基準原版検出範囲
１４ａｃ 第１位置検出系基準基板検出範囲
１４ｂ 第２位置検出系
１４ｂ１ 第２位置検出系検出範囲
１４ｂａ、１４ｂｂ 第２位置検出系基準原版検出範囲
１４ｂｃ 第２位置検出系基準基板検出範囲
１４ｃ 第３位置検出系
１４ｃ１ 第３位置検出系検出範囲
１４ｃａ，１４ｃｂ 第３位置検出系基準原版検出範囲
１４ｃｃ 第３位置検出系基準基板検出範囲
１５ オフアクシス顕微鏡
１５ａ オフアクシス顕微鏡検出範囲
１６ オフアクシス顕微鏡
１７ａ１，１７ａ３ 第１位置検出系用原版基準マーク
１７ｂ１，１７ｂ３ 第２位置検出系用原版基準マーク
１７ｃ１，１７ｃ２，１７ｃ３ 第３位置検出系用原版基準マーク
１８ａ１，１８ａ３ 第１位置検出系用基板基準マーク
１８ｂ１，１８ｂ３ 第２位置検出系用基板基準マーク
１８ｃ１，１８ｃ３ 第３位置検出系用基板基準マーク
１９ オフアクシス顕微鏡用基板基準マーク
２０ 顕微鏡基準マーク
２１ 投影光学系外径
２２ 露光用照明領域（露光スリット）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体素子又は液晶表示素子などをフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際の転写用パターンを投影光学系を介して被投影物体上に結像し投影させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の走査型露光装置は、原版（レチクル又はフォトマスク）のパターンを投影光学系を介して基板（ウェハ）上に結像し投影させるものであり、原版と基板とを投影光学系に対して同時に走査（移動）する。
【０００３】
図３は従来の走査型露光装置の概略構成を示す斜視図であり、図４は従来の走査型露光装置の概略構成を示す平面図である。
【０００４】
原版１（レチクル）はレ−ザ干渉計３と不図示の駆動制御手段によって、図中Ｙ方向に駆動制御される原版ステージ２に保持されている。
【０００５】
原版１近傍には基準原版４ａ，４ｂが原版ステージ２の所定範囲に固定して設けられている。基準原版４ａ，４ｂの反射面は原版１の反射面と略高さが一致している。基準部としての基準原版４ａ，４ｂの反射面にはＣｒやＡｌ等の金属で形成された複数の原版基準マークが形成されている。
【０００６】
原版ステージ２は図中Ｚ方向の位置が投影光学系５に対して一定に保持された状態で駆動される。原版ステージ２には、レーザ干渉計３から照射されるビームを反射する移動鏡６が固定して設けられている。上記レーザ干渉計３により原版ステージ２の位置と移動量が逐次計測されている。
【０００７】
原版１に設けられた所定パターンは、照明光学系７から発光された露光光により照明され、投影光学系５を介して基板ステージ９に保持された基板８（ウェハ）上に結像投影される。
【０００８】
基板８の近傍には基準基板１０が基板ステージ９の所定範囲に固定して設けられている。基準基板１０の反射面は基板８の上面と略高さが一致している。基準基板１０の反射面はＣｒやＡｌ等の金属で形成された複数の基板基準マークが形成されている。
【０００９】
上記基板ステージ９には、基板８を投影光学系の像面に合致させるために、上下方向駆動、像面方ぼけ補正駆動、上記基板８或いは基準基板１０のアライメント、ヨーイング制御時に基板８或いは基準基板１０を回転駆動させるための不図示の駆動制御手段が設けられている。更に基板ステージ９には、レーザ干渉計１１からのビームを反射する移動鏡１２が固定されている。上記レーザ干渉計１１により、基板ステージ９の位置と移動量が逐次計測されている。
【００１０】
上記構成により、基板ステージ９は、投影光学系５の光軸方向（Ｚ方向）及び光軸方向と直交する平面（Ｘ−Ｙ平面）内を移動することができ、更に光軸周りに回転（θ方向）させることもできる。
【００１１】
原版１と基板８は複数の位置検出手段により投影光学系５を介して光学的に略共役な位置におかれ、照明光学系７によりＸ方向に長いスリット状或いは円弧状の露光領域を原版１上に形成している。原版１上の露光領域は、投影光学系５の投影倍率に略比例した大きさのスリット状の露光領域を基板８上に形成する。
【００１２】
上記走査型露光装置では、露光光の光軸に対して原版ステージ２と基板ステージ９の双方を投影光学系５の光学倍率に応じた速度比で駆動させ、原版１上の露光領域と基板８上の露光領域とを走査することによって走査露光を行っている。
【００１３】
焦点面位置検出手段として、斜め入射方式の第１位置検出手段１３が設けられている。第１位置検出手段１３は投影光学系５によって原版１のパターンが転写される基板８面（或いは基準基板１０面）に対して斜め方向から非露光光を照射し、基板８表面（或いは基準基板１０表面）から斜めに反射する反射光を検出する。
【００１４】
第１位置検出手段１３には各反射光に対応した複数個の位置検出用の受光素子が設けられており、各位置検出用の受光素子の受光面と基板８の各光束の反射点が略共役になるように配置されている。そのため投影光学系５の光軸方向による基板８（或いは基準基板１０）の位置ずれは、検出部内の位置検出用の受光素子の位置ずれとして計測される。
【００１５】
しかし、投影光学系５が露光熱を吸収したり、周囲の環境が変動したりすると、投影光学系５の焦点位置が変動し、斜め入射方式の第１位置検出手段１３の計測原点と焦点面に誤差が発生する。そのためこの誤差をキャリブレーションするために第２位置検出手段１４が搭載されている。
第２位置検出手段１４は、図３に例示するように、２つの位置検出系として第１位置検出系１４ａ及び第２位置検出系１４ｂを備える。上記２つの位置検出系１４ａ，１４ｂは、照明光学系７から露光光と実質的に同一波長の光を切り出しファイバ或いはレンズ光学系を介して導光している。導光した光は、基準原版４ａまたは基準原版４ｂ（以下、特に記載しない限り”基準原版４”の記載には”基準原版４ａ又は基準原版４ｂ”の表現が含まれるものとする。）上の合焦マークを照明する。
【００１６】
第２位置検出手段１４内部にある少なくとも１つの光学系を検出光軸方向に駆動させ、第２位置検出手段１４の検出焦点面を基準原版４の合焦マークに合わせる。次に、上記斜め入射方式の第１位置検出手段１３で予め設定された零近傍で基板ステージ９を光軸方向（Ｚ方向）に上下駆動する。
【００１７】
尚、上記駆動の際、基準基板１０は投影光学系５の略真下に位置している。基準原版４の合焦マークを透過した光は投影光学系５を透過して基準基板１０を照射する。基準基板１０で反射した光は再度投影光学系５を透過し基準原版４を介して第２位置検出手段１４の受光部に入射する。
第２位置検出手段１４は、実際の露光像面をＸ軸上の左右２点の計測値から推定するため、図３のように露光光の光軸を含むＸ軸上に２つの位置検出系１４ａ，１４ｂの各々の検出範囲があり、第１位置検出系１４ａ及び第２位置検出系１４ｂの各検出範囲は露光光の光軸に対して略対称に配置されている。第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂは、露光の際に露光光を遮光しないように待避駆動が行われ露光領域から離れた退避位置で待機している。
第２位置検出手段１４は、基準原版４と基準基板１０の相互の位置検出を行う位置検出手段も兼ねている。上記検出結果は、オフアクシス顕微鏡１５、オフアクシス顕微鏡１６のベースラインを算出する要素となっている。ここで、ベースラインとは基板８を位置合わせするときのショット中心と露光するときのショット中心（投影光学系の光軸）間距離のことである。オフアクシス顕微鏡１５は非露光光を使用した非ＴＴＬ(Through The Lens)顕微鏡であり、オフアクシス顕微鏡１６は非露光光を使用したＴＴＬ顕微鏡である。
上記オフアクシス顕微鏡１５及びオフアクシス顕微鏡１６は、基板８上のアライメントマークの位置を検出する。
【００１８】
検出方式は、レーザ光又はハロゲンランプを光源とする波長帯域幅の広い光でアライメントマークを照明し、撮像したアライメントマークの画像データを画像処理して計測する方式、或いは基板上の回折格子状のアライメントマークに同一周波数又は周波数を僅かに変えたレーザ光を１つの方向または２つの方向から照射し発生した２つの回折光を干渉させその位相からアライメントマークの位置を計測する干渉式アライメント方式等がある。
【００１９】
従来の走査型露光装置におけるオフアクシス顕微鏡１５、オフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測の概要を以下に説明する。
【００２０】
従来の走査型露光装置のベースライン計測は、原版ステージ２と基板ステージ９を所定の位置に駆動させ、第２位置検出手段１４により基準原版２と基準基板１０の相対位置を検出する（第１工程）。
【００２１】
基準基板１０を基板ステージ９の駆動により上記オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６の検出範囲に移動させ、オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６内に設けられている基準マークと基準基板１０上の基準マークの相対位置を検出する（第２工程）。
【００２２】
第１工程と第２工程の検出結果によりオフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースラインを算出し、算出結果によりオフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースライン補正を行う（例えば、特許文献１，２参照）。
【００２３】
【特許文献１】
特開平９−２９８１４７号公報
【特許文献２】
特開平１０−７９３４０号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、半導体集積回路等のパターンは益々高集積及び微細化されており、一層のアライメント精度の向上、および装置全体のスループット向上のために各種検出装置の検出処理時間の高速化が求められている。
【００２５】
上記の如き従来技術では、第２位置検出手段１４に２つの位置検出系１４ａ，１４ｂを搭載して計測しているが、昨今の高集積化、微細化の技術に対し限界を生じ始めている。
【００２６】
第２位置検出手段１４を使用した焦点面位置検出時、実際の露光像面を左右２点の計測値から推定するため、２つの位置検出系１４ａ，１４ｂの検出範囲は上記の如く左右同軸上に設けられている。従って、従来の走査型露光装置では、ベースライン計測等を露光光の光軸上で計測することができず、投影光学系の収差よるディストーシュン等の影響を受ける恐れがあった。
更に、焦点面位置検出において可能な限り露光光の光軸近傍で計測を行うことが要求されるため、露光の際、上記位置検出系は露光領域から待避するための駆動を行わなくてはならず検出時間及び検出精度に駆動成分が含まれる問題があった。
また、従来の走査型露光装置では、２つの位置検出系１４ａ，１４ｂは露光スリット内に検出位置があるため、露光中或いは露光終了位置においてベースライン計測ができないという問題があった。更にベースライン計測時においても原版ステージ２及び基板ステージ９を所定のベースライン計測位置まで駆動させる必要があり、装置全体のスループットに対し課題があった。
【００２７】
また、半導体集積回路等のパターンが益々高集積化及び微細化されるのに伴い、投影光学系のＮＡが大きくなり投影光学系の外形が大きくなる傾向がある。これに伴い、投影光学系近傍に設けられている非ＴＴＬオフアクシス顕微鏡を露光光の光軸から離す必要があるがこのようにベースラインが長くなるとベースライン計測精度が低下しアライメント精度の低下を招く問題があった。
【００２８】
また、露光波長の短波長化に伴い露光光の光学部材に対する透過率が低くなっている。更に装置全体のスループット向上のために露光光量が増大している。上述によって原版に吸収される露光光は増加しており、原版の熱変形の要因となる。しかし、従来の走査型露光装置は露光中における原版の熱変形を観察できる位置検出系を備えておらず検出する手段がなかった。
【００２９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、高いアライメント精度で露光でき、更に装置全体のスループットにおける検出処理時間のウェイトを短縮することで高スループットを実現することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る走査型露光装置は、原版と基板とを走査しながら、投影光学系を介して前記原版のパターンを前記基板上に露光する走査型露光装置において、走査方向に短いスリット状または円弧状の露光光で前記原版を照明する照明光学系と、第１原版基準マーク、第２原版基準マークおよび第３原版基準マークが前記走査方向に垂直な方向に配置され、前記原版を保持して移動する原版ステージと、第１基板基準マーク、第２基板基準マークおよび第３基板基準マークが前記走査方向に垂直な方向に配置され、アライメントマークを有し、前記基板を保持して移動する基板ステージと、前記走査方向に垂直な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第１原版基準マークと前記第１基板基準マークの相対ずれ量を検出する第１位置検出系と、前記走査方向に垂直な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第２原版基準マークと前記第２基板基準マークの相対ずれ量を検出する第２位置検出系と、前記走査方向に平行な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第３原版基準マークと前記第３基板基準マークの相対ずれ量を検出する第３位置検出系と、前記露光光とは異なる波長の光を用い前記アライメントマークの位置を検出するオフアクシス検出系と、を備え、前記第１位置検出系、前記第２位置検出系および前記第３位置検出系による検出は、前記原版ステージの駆動により前記第３原版基準マークが前記投影光学系の光軸上に移動され、前記基板ステージの駆動により前記第３基板基準マークが前記投影光学系の光軸上に移動された際に、行なわれ、前記第１位置検出系、前記第２位置検出系および前記第３位置検出系の検出結果と前記オフアクシス検出系の検出結果とに基づいて、前記原版と前記基板の位置合わせを行なう。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
［概要の説明］
本発明に係る実施形態では、原版基準マークを有する原版ステージに保持された原版と基板基準マークを有する基板ステージに保持された基板を相対的に走査させながら、光源から発せられた露光光を用いて前記原版上のパターンを投影光学系を介して前記基板上に露光する走査型露光装置において、露光光と実質的に同一の波長の光を用いて、走査方向に略垂直な方向に移動して原版基準マークと基板基準マークの位置を検出する少なくとも２つの第１及び第２位置検出系と、露光光と実質的に同一の波長の光を用いて、走査方向に略平行な方向に移動して原版基準マークと基板基準マークの位置を検出する少なくとも１つの第３位置検出系とを備え、第１乃至第３位置検出系の各検出結果に基づいて、原版と基板の位置合わせを行なう。
【００３３】
上記構成によれば、従来の走査型露光装置では２つの位置検出系が搭載されているのに対し、本発明の走査型露光装置では３つ以上の位置検出系が搭載されることになり、３点での検出結果を用いることができるため、従来の走査型露光装置に対して検出精度の向上が可能である。
【００３４】
また、好ましい実施態様によれば、第３位置検出系は露光光の光軸上を検出可能であるため、略実際の露光光の光軸上或いは露光像面上で原版、原版ステージに固定して設けられた原版の基準部を露光光によって観察することができ、更に投影光学系を介して略実際の露光光の光軸上或いは露光像面上で基板ステージに固定して設けられた基板の基準基部を露光光によって観察することができる。従って、第３位置検出系において投影光学系の収差によるディストーション等の影響を削除或いは低減させた検出を行うことができる。
【００３５】
更に、第３位置検出系は露光領域内だけでなく露光領域外も検出範囲となっており、かつ露光する際に第３位置検出系の待機している位置は前記露光領域外の検出範囲内になっている。従って、位置検出の際、第３位置検出系の駆動を行わず検出を行うことができる。
【００３６】
また、露光する際に第３位置検出系の待機している位置と第３位置検出系の検出範囲とが近傍にあるため、位置検出の際、第３位置検出系の駆動を短縮させ検出を行うことができる。従って、第３位置検出系の露光時の待避駆動を削除或いは減少でき、計測精度、計測時間から駆動要素を削除或いは低減することができる。
【００３７】
また、上記構成において、前記基板の位置を検出するオフアクシス顕微鏡を更に備え、前記第３位置検出系の前記基板に対する検出範囲は、当該オフアクシス顕微鏡の検出範囲を含む前記露光光の光軸と前記オフアクシス顕微鏡の検出範囲の間にあることで、オフアクシス顕微鏡のベースライン計測を行う際、従来の基板ステージ、原版ステージの駆動量を短縮或いは削除することができる。従って前記駆動成分を低減或いは削除でき、高精度かつ高速なベースライン計測が可能であり、重ね合わせ精度の向上及び装置全体のスループットを向上させることができる。
また、上記構成において、前記少なくとも３つの位置検出系から任意の第１乃至第３位置検出系が選択可能であり、又は前記少なくとも３つの位置検出系から任意の検出結果を選択可能であることで、３つの位置検出系の全てを選択すること、第３位置検出系のみを選択すること、或いは第１位置検出系と第２位置検出系を選択することなど随時計測方法に応じて最も効果のある位置検出系を選択することが可能である。更に、各検出結果を個々に選択できるため、各検出結果に重みを付けた処理を行うことができる。
また、上記構成において、第１乃至第３位置検出系は原版基準マークと基板基準マークの相対位置を検出し、オフアクシス顕微鏡は基板の基準部の位置を検出するので、各マークの相対位置と基板の基準部の位置との各検出結果に基づいてオフアクシス顕微鏡のベースライン補正を行うことができる。
【００３８】
また、上記構成において、前記第３位置検出系は、当該第３位置検出系の検出範囲を露光終了時点での位置から移動させずに前記原版ステージと前記基板ステージとを位置合わせすることもできる。
【００３９】
また、上記構成において、前記第１乃至第３位置検出系は、各位置検出系ごとに前記原版ステージの移動方向への位置座標の検出と当該移動方向に直交する方向への位置座標の検出とを行うことで、各位置検出系は個々に原版及び基板上の少なくとも１つの基準マークを観察し、個々に原版ステージの走査方向の座標軸、走査方向に直交するの座標軸の両座標軸で検出を行うことができる。
また、上記構成において、前記基板の基準部は、露光中において前記オフアクシス顕微鏡が当該基準部に設けられた所定マークを観察できる範囲に設けられ、前記第３位置検出系は前記露光中に当該範囲において前記原版基準マークと前記基板基準マークとの相対位置を検出することで、露光途中の所定範囲においてオフアクシス顕微鏡のベースライン計測が実施できる。
また、上記構成において、前記基板の基準部は、前記第３位置検出系の検出範囲を露光終了時点での位置に静止させたままで前記オフアクシス顕微鏡が当該基準部に設けられた所定マークを観察できる範囲に設けられ、前記第３位置検出系は当該範囲において前記原版基準マークと前記基板基準マークとの相対位置を検出することで、露光終了後、前記原版ステージ、前記基板ステージ、前記第３位置検出系の検出範囲を移動させることなくベースライン計測を行うことが出来る。
【００４０】
また、上記構成において、前記第１乃至第３位置検出系は、前記原版ステージの原点位置の検出、前記原版ステージと前記基板ステージの走りの差異の検出、前記原版ステージに対する前記原版の傾きの検出、前記原版の変形量の検出の少なくとも１つを行い、各検出結果を用いて各々の値の補正を行うことで、本発明の走査型露光装置を使用し、原版ステージの原点位置検出、原版ステージと基板ステージの走りの差異検出、原版ステージに対する原版の傾き検出、原版の熱変形量検出の少なくとも１つを行い、各検出結果より補正処理を行うことができる。
【００４１】
［具体的な実施形態の説明］
図１は本発明に係る実施形態の露光装置の概略構成を示し、図３及び図４の従来装置と同じ部材には説明の便宜上同一の符号を付している。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態の走査型露光装置には、第２位置検出手段１４に３つ以上の位置検出系として第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃが設けられている。
各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、任意の検出範囲で検出するための駆動機構を個々に備えている。第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂは原版ステージ２の走査方向と略直交する方向（図中Ｘ方向）に検出範囲を任意に移動させることが可能であり、第３位置検出系１４ｃは、原版ステージの走査方向と略平行な方向(図中Ｙ方向)に検出範囲を移動させることが可能である。
【００４３】
上記各位置検出系を使用した検出を行う際、任意の位置検出系を１つ若しくは２つ以上の複数、或いは全てを選択することが可能である。また、選択された位置検出系の検出結果によって位置を算出する際においても１つ若しくは２つ以上の複数の検出結果を任意に選択することが可能である。
【００４４】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂの検出範囲は露光光の光軸に対し略対称に配置されている。第３位置検出系１４ｃは露光光の光軸上を観察可能である。各位置検出系１４ａ、１４ｂ、１４ｃは原版のパターンを基板に露光する際は、露光光を遮光しない位置に待避した位置、或いは露光光を遮光しない位置に静止している。
【００４５】
図２に示すように、走査型露光装置はＹ方向(基板ステージ２の走査方向)に短いスリット状或いは円弧状の露光用照明領域２２（露光スリット）が形成されている。本実施形態の第３位置検出系１４ｃは原版ステージ２と略平行な検出位置への駆動が可能であるため、図２のように第３位置検出系１４ｃは露光用照明領域(露光スリット)２２の外側も検出範囲１４ｃａとなっている。
【００４６】
上記各位置検出系には互いの位置検出系と干渉しないように複数の位置センサが設けられており、不図示の駆動制御手段によって制御されている。
第２位置検出手段１４は、露光用照明光学系７から露光光と実質的に同一波長の光を３光束切り出し、各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃに個々に導光している。３光束の分岐方法は、露光用照明光学系７内で３光束に分岐し各位置検出系に導光する方法や、或いは露光用照明光学系７内で２光束に分岐し、上記２系統のうち１光束を第２位置検出手段１４内部で更に分岐し、３光束を各位置検出系に導光する方法、または露光用照明光学系７から１光束で導入し、第２位置検出手段１４内部で３光束に分岐し、各位置検出系に導光する方法等がある。
【００４７】
尚、本発明の走査型露光装置は、上記記載の方法に限定されず、各位置検出系に露光光を導光することが可能な導光方法であれば、その導光方法は本発明の主旨を逸脱しない限り種々の構成をとりうることが可能である。
【００４８】
露光用照明光学系７から第２位置検出手段１４に導光する照明光学系は、ファイバー等のフレキシブルな光学系で導光、或いはレンズ、ミラー等の光学系で導光しても良い。特に露光光としてＫｒＦエキシマレーザー（λ=248ｎｍ）、ＡｒＦレーザ−（λ＝193ｎｍ）、Ｆ２レーザー（λ＝158ｎｍ）等の短波長レーザを使用する走査型露光装置では、露光光の減衰が高い為、不活性ガスで略密閉された空間内を導光することが効果的である。
各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃには個別に不図示の減衰率を選択可能な減衰ガラスが設けられており、各位置検出系間の光量差を補正或いは調整できるようになっている。
【００４９】
上記位置検出系は３つに限定されるものでなく、３つ以上の位置検出系を搭載することが可能であり、上記３つ以上の位置検出系のうち、少なくとも２つ以上の第１及び第２位置検出系は原版ステージ２の走査方向と略直交する方向（図中Ｘ方向）に検出範囲を任意に移動させることが可能であり、他の位置検出系のうち、少なくとも１つ以上の第３位置検出系は、上記原版ステージの走査方向と略平行な方向(図中Ｙ方向)に検出範囲を移動させることが可能である。更に、少なくとも１つの位置検出系は露光光の光軸上を観察可能である。
各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃは図示Ｙ軸用単体或いはＸ軸用単体の位置検出手段ではなく、原版１、基準原版４ａ，４ｂ、基準基板１０上の少なくとも１つ以上のマークを観察し、各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃの個々にＸ方向、Ｙ方向の位置を観察するものである。
【００５０】
尚、各位置検出系内部においては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向を同じ検出光路で検出する方法、またはＸ軸用位置検出系光路、Ｙ軸用位置検出系光路と分離し検出する方法等を適用することが可能である。
基準原版４ａには、第２計測位置手段１４の各位置検出系により検出可能な複数の原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１，１７ｃ２が各位置検出系の検出範囲に応じた一定の既知寸法間隔で構成されている。
【００５１】
図５の基準原版４ａには、第１位置検出系１４ａにより観察可能な原版基準マーク１７ａ１、第２位置検出系１４ｂにより観察可能な原版基準マーク１７ｂ１、第３位置検出系１４ｃにより観察可能な原版基準マーク１７ｃ１，１７ｃ２が形成されており、各原版基準マーク間の相対距離は既知寸法に構成されている。
【００５２】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃを使用した検出の際に用いられる原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１の各マーク配列は、原版ステージ２の走査方向と略直交するようにそれぞれ基準原版４ａの所定の各検出範囲１４ａａ，１４ｂａ，１４ｃａに配置されている。
【００５３】
第３位置検出系１４ｃを使用した検出の際用いられる原版基準マーク１７ｃ１、１７ｃ２の各マーク配列は、原版ステージ２の露光光の光軸上を通る走査方向に基準原版４ａの第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃａに配置されている。
基準原版４ｂには、第２位置検出手段１４の各位置検出系により検出可能な複数の原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３が各検出範囲１４ａｂ，１４ｂｂ，１４ｃｂに一定の既知寸法間隔で構成されている。
【００５４】
図５の基準原版４ｂには、第１位置検出系１４ａにより観察可能な原版基準マーク１７ａ３、第２位置検出系１４ｂにより観察可能な原版基準マーク１７ｂ３、第３位置検出系１４ｃにより観察可能な原版基準マーク１７ｃ３が形成されており、各原版基準マーク間の相対距離は既知寸法である。
【００５５】
原版基準マーク１７ａ１，１７ａ３の各マーク配列は、原版ステージ２の走査方向と略平行に配置されている。同様に原版基準マーク１７ｂ１，１７ｂ３の各マーク配列及び原版基準マーク１７ｃ１，１７ｃ３の各マーク配列も原版ステージ２の走査方向と略平行に配置されている。
上記原版基準マークは個々の位置検出系に対して個々に分割設置されていても良いが、設置精度を考慮した場合、図５に示すように１枚の平行平面ガラスに形成されているのが望ましい。また、各原版基準マークは１つまたは複数でも良い。
【００５６】
基準部としての基準基板１０には、第２位置検出手段１４の各位置検出系により検出可能な複数の基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１，１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３が各検出範囲に応じた一定の既知寸法間隔で構成されている。
【００５７】
図６の基準基板１０には、第１位置検出系１４ａにより観察可能な基板基準マーク１８ａ１，１８ａ３、第２位置検出系１４ｂにより観察可能な基板基準マーク１８ｂ１，１８ｂ３、第３位置検出系１４ｃにより観察可能な基板基準マーク１８ｃ１，１８ｃ３が形成されており、各基板基準マーク間の相対距離は既知寸法に構成されている。
【００５８】
基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１のマーク配列は、基板ステージ９のＸ駆動方向と略平行な方向であり、各位置検出系で略同時に検出できる所定の位置１４ａｃ，１４ｂｃ，１４ｃｃに配置されている。基板基準マーク１８ａ１，１８ａ３の各マーク配列は、基板ステージ９のＹ駆動方向と略平行な方向に設定されている。同様に基板基準マーク１８ｂ１，１８ｂ３の各マーク配列、基板基準マーク１８ｃ１，１８ｃ３の各マーク配列は、基板ステージ９のＹ駆動方向と略平行な方向に設定されている。
基準基板１０にはオフアクシス顕微鏡１５により検出可能な基板基準マーク１９がオフアクシス顕微鏡の検出範囲１５ａに形成されている。
【００５９】
各基板基準マークは、それぞれ設計上の座標系に基づいて各プレート上に形成され、その相対位置関係は既知である。
【００６０】
本実施形態の走査型露光装置では、図１に示すように基板ステージ９が露光位置にある状態で、基準基板１０が上記オフアクシス顕微鏡１５の検出範囲を含む露光光の光軸とオフアクシス顕微鏡１５の検出範囲との間に位置し、第３位置検出系１４ｃの基準基板１０に対する検出範囲が、当該オフアクシス顕微鏡１５の検出範囲を含む露光光の光軸とオフアクシス顕微鏡１５の検出範囲の間にあるように構成されていることが望ましく、より本実施形態の効果を享受できる。
本実施形態の走査型露光装置におけるオフアクシス顕微鏡１５は、露光光の光軸を含むＹ軸方向に検出範囲を有している。
【００６１】
［第１の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段１４の第１の検出方法として原版ステージ２の原点位置を検出するキャリブレーション検出方法を含む。以下にその計測例について説明する（図１、図７参照）。
【００６２】
図７は上記キャリブレーション検出を行う際の第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃのそれぞれの検出範囲を示す。
【００６３】
第１位置検出系１４ａの検出範囲１４ａ１、第２位置検出系１４ｂの検出範囲１４ｂ１、第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１は、原版ステージ２の走査方向と略直交する直線上に設定されている。更に、第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１は露光光の光軸と略一致している。
装置電源ＯＦＦ等の原因によりレーザ干渉計３の計測原点がリセットされた場合、装置電源が再投入されると第３位置検出系１４ｃは露光光の光軸上の検出範囲１４ｃ１に駆動される。原版ステージ２に固定して設けられている基準原版上の基準マーク１７ｃ１を原版ステージ２の駆動により露光光の光軸上の第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１に駆動する。その際、原版ステージ２は原版ステージ２のガイドに設けられたセンサを基準に駆動される。第３位置検出系１４ｃは、第３位置検出系１４ｃの管面基準(取付け位置)と基準マークのずれ量を検出する。そして、この検出結果により原版ステージ２の原点オフセットを算出する。
第３位置検出系１４ｃの検出結果のみによって原点オフセットを算出するだけでなく、図５のごとく第１位置検出系１４ａ，第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃを使用し、各検出結果より原点オフセットを求めても良い。
【００６４】
本発明の走査型露光装置は任意の位置検出系を個々に駆動でき、任意の位置検出系の検出結果を原点オフセット算出に用いる。更に例えば各位置検出系の検出結果を同一列で扱うのでなく、投影レンズの収差の影響を受けない第３位置検出系１４ｃの検出結果に重みをおいて算出することも可能である。
【００６５】
［第２の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段１４の第２の検出方法としてオフアクシス顕微鏡のベースライン計測において露光光の光軸と基準基板の相互位置のずれ量を検出する検出方法を含む。以下に、この計測例について説明する。
【００６６】
＜第１例＞
先ず、ベースライン計測の第１の実施形態を以下に示す。（図１、図５、図６、図７参照）
本計測を行うに際し、第３位置検出系１４ｃを露光光の光軸上の第３位置検出系検出範囲１４ｃ１に駆動する。
【００６７】
基準原版２に形成されている原版基準マーク１７ｃ１を原版ステージ２の駆動により上記露光光の光軸上の検出範囲１４ｃ１に移動する。基準基板１０に形成されている基板基準マーク１８ｃ１を基板ステージ９の駆動により上記露光光の光軸上の検出範囲１４ｃ１に移動する。
【００６８】
原版基準マーク１７ｃ１と基板基準マーク１８ｃ１の相対ずれ量を第３位置検出系１４ｃによって検出する（第１工程）。第１工程完了後、基準基板マーク１９をオフアクシス顕微鏡１５の検出範囲１５ａに移動する。基準基板マーク１９とオフアクシス顕微鏡１５に固定して設けられている顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する（第２工程）。第１工程と第２工程の検出結果によりオフアクシス顕微鏡１５のベースラインを算出し、オフアクシス顕微鏡のベースライン補正を行う。
＜第２例＞
また、ベースライン計測の第２の実施形態によれば（図１、図５、図６、図７参照）、第３位置検出系１４ｃで原版基準マーク１７ｃ１、基板基準マーク１８ｃ１を検出しオフアクシス顕微鏡１５のベースライン計測を行う場合、第１位置検出系１４ａにより原版基準マーク１７ａ１と基板基準マーク１８ａ１の相対ずれ量、第２位置検出系１４ｂにより原版基準マーク１７ｂ１と基板基準マーク１８ｂ１の相対ずれ量を略同時或いは個々に検出する。
第３位置検出系１４ｃの検出結果のみによって原版基準マーク１７ａ１と基板基準マーク１８ａ１の相対ずれ量を算出するだけでなく、各位置検出系１４ａ、１４ｂ、１４ｃの検出結果から相対ずれ量を検出しオフアクシス顕微鏡１５のベースラインを高精度に算出する。
【００６９】
上記算出結果を利用し、オフアクシス顕微鏡１５のベースライン補正を行う。更に各位置検出系１４ａ，１４ｂ，１４ｃの検出結果を均等に扱いベースラインを算出するだけでなく、例えば投影レンズ５の収差の影響が最も少ない第３位置検出系１４ｃの結果に重みをつけた算出等も可能である。
【００７０】
＜第３例＞
次に、ベースライン計測の第３の実施形態について説明する（図１、図５、図６、図８参照）。
【００７１】
ベースライン計測の第３の実施形態によれば、第３位置検出系１４ｃにおいて露光時の待機位置と検出範囲が略一致している。
【００７２】
ベースライン計測の第３の実施形態によれば、第３位置検出系１４ｃは露光の際の待避位置で検出を行うことができるため、第３位置検出系１４ｃを使用する検出を行う際、第３位置検出系１４ｃを検出位置に駆動をする必要が無い。従って、ベースライン計測において第３位置検出系の駆動成分が削除できるので、高速かつ高精度なベースライン計測を行うことができる。上記計測結果を利用し、オフアクシス顕微鏡１５のベースライン補正を行う。
【００７３】
また、例えば配置的な制約等の理由により、第３位置検出系１４ｃの露光時の待機位置と検出範囲が略一致していなく近傍にある状態でも、第３位置検出系の駆動成分が減少するため、計測時間及び計測精度に効果が期待できる。
【００７４】
尚、本効果は、ベースライン計測に限定されたものでなく、第３位置検出系１４ｃを使用する各種検出方法において有効である。
【００７５】
＜第４例＞
次に、ベースライン計測の第４の実施形態について説明する（図１、図５、図６、図８参照）。
【００７６】
本実施形態によれば、原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方を移動させずに、第３位置検出系１４ｃにより原版基準マーク１７ｃ１、基板基準マーク１８ｃ１の相対ずれ量を検出し、更にオフアクシス顕微鏡１５により基板基準マーク１９とオフアクシス顕微鏡の顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する。
【００７７】
また、原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方の駆動を介しないベースライン計測が可能であり、駆動時間或いは駆動精度を削除或いは低減したベースライン計測を高速かつ高精度に行う。前記計測結果によりオフアクシス顕微鏡15のベースライン補正を行う。
【００７８】
また、例えば投影光学系５周辺の配置的な制約等の理由により、基板ステージ９を移動させずに上記検出が実施できなくとも、第３位置検出系１４ｃの検出範囲を露光光の光軸と上記オフアクシス顕微鏡１５の間にすることにより、ベースライン計測を行う際に第３位置検出系１４ｃを使用する時の基板ステージ位置とオフアクシス顕微鏡１５を使用する時の基板ステージ位置を近づける効果があるため、基板ステ−ジ９の駆動量を減少させることができ、計測時間及び計測精度に効果が期待できる。
【００７９】
原版ステージ２の場合もベースライン計測を行う際に第３位置検出系１４ｃを使用する時の原版ステージ位置とオフアクシス顕微鏡１５を使用する時の原版ステージ位置を近づける効果があるため、同様の効果を期待できる。
【００８０】
＜第５例＞
ベースライン計測の第５の実施形態について説明する（図１、図２、図５、図６、図１１参照）。
【００８１】
図１１に示すように、第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１はベースライン計測の第４の実施形態のごとく、露光時の待機位置と上記検出範囲１４ｃ１とが略一致している。
【００８２】
露光終了の位置で、原版ステージ２、基板ステージ９、第３位置検出系１４ｃの駆動を介せずオフアクシス顕微鏡のベースライン計測を実施することが可能である。
【００８３】
本実施形態における構成の詳細を以下に説明する。
【００８４】
第３位置検出系１４ｃは図２に示すように露光スリット２２内だけでなく露光スリット２２外にも検出範囲が設定されており、露光時の待機位置においても第３位置検出系１４ｃは検出可能である。
基準原版４ａの原版基準マーク１７ｃ２は走査露光による原版ステージ２の走査駆動によって図１１のように第３位置検出系１４ｃの検出範囲１４ｃ１に移動され、走査露光終了時に検出可能な範囲に配置されている。
基準基板１０の基板基準マーク１８ｃ３は走査露光による基板ステージ９の走査駆動により図１１に示すように走査露光終了時に第３位置検出系１４ｃにより検出可能な範囲に配置されている。
更に走査露光終了時に、オフアクシス顕微鏡１５によりオフアクシス顕微鏡用の基板基準マーク１９を検出することが可能であるようにオフアクシス顕微鏡１５、基準基板１０上の基板基準マーク１９と基板基準マーク１８ｃ３のマーク同士が配置されている。
【００８５】
上記構成により、走査露光終了位置において、原版ステージ２、基板ステージ９、第３位置検出系１４ｃの駆動を介さず第３位置検出系１４ｃにより原版基準マーク１７ｃ２、基板基準マーク１８ｃ３の相対ずれ量を検出し、基準基板マーク１９とオフアクシス顕微鏡１５に固定して設けられている顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する。上記検出結果によりオフアクシス顕微鏡15のベースラインを算出する。
本実施形態を行うことにより、原版ステージ２、基板ステージ９、第３位置検出系１４ｃの駆動を介さず、露光終了位置でベースライン計測が実施できるため、装置全体のスループットを向上させることが可能である。
更に計測精度においても上記駆動成分が含まれないため、高精度な検出及び算出を行える。
【００８６】
＜第６例＞
ベースライン計測の第６の実施形態について説明する（図１、図２、図５、図６、図１２参照）。
【００８７】
図１２に示すように、第３位置検出系１４ｃの検出位置１４ｃ１はベースライン計測の第４の実施形態ごとく、露光時の待機位置と前記検出範囲１４ｃ１が略一致している。露光途中の所定の位置で基準原版４ａと基準基板１０の相対位置を第３位置検出系１４ｃにより検出可能であり、更にオフアクシス顕微鏡１５によって基準基板１０が検出可能である。
【００８８】
本実施形態における構成の詳細を以下に説明する。
【００８９】
第３位置検出系１４ｃは図２に示すように露光スリット２２内だけでなく露光スリット２２外にも検出範囲が設定されており、露光時の待機位置で第３位置検出系１４ｃは検出可能である。
基準原版４ａの原版基準マーク１７ｃ２は走査露光による原版ステージ２の走査駆動によって図１２のように第３位置検出系１４ｃの検出位置１４ｃ１に移動され、走査露光途中の所定の範囲で検出可能な範囲に配置されている。
基準基板１０の基板基準マーク１８ｃ３は走査露光による基板ステージ９の走査駆動により図１２に示すように走査露光途中の所定の範囲で第３位置検出系１４ｃにより検出可能な範囲に配置されている。
更に、上記基板ステージ位置において、オフアクシス顕微鏡１５によりオフアクシス顕微鏡用の基板基準マーク１９を検出することが可能である。
【００９０】
上記構成により、走査露光途中の所定の範囲において第３位置検出系１４ｃにより原版基準マーク１７ｃ２、基板基準マーク１８ｃ３の相対ずれ量を検出し、基準基板マーク１９とオフアクシス顕微鏡１５に固定して設けられている顕微鏡基準マーク２０の相対ずれ量を検出する。上記検出結果によりオフアクシス顕微鏡１５のベースラインを算出する。この実施形態によって露光中のベースラインの算出結果を不図示の演算処理装置に送り、露光中のベースライン変動を補正する補正処理或いは補正駆動を行うことが可能である。
【００９１】
従来ベースライン計測を行う際は露光終了してから実施していたが、本実施形態によれば露光終了前にベースライン計測を行うこと、或いは開始することができるため装置全体のスループットを向上させることが可能である。
また、オフアクシス顕微鏡１６においても第２位置検出手段１４の計測精度が向上するため、高精度なオフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測を実施できる。
【００９２】
図９のように本実施形態の走査型露光装置のベースライン計測等において、基準原版４ａではなく基準原版４ｂ或いは原版１を使用することも可能である。
【００９３】
［第３の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段の第３の検出方法として原版ステージ２と基板ステージ９の走りの差異を計測する方法を含む（図１、図５、図６、図７参照）。
【００９４】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの検出範囲に原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３を原版ステージ２の駆動により移動させ、略同時に基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１を基板ステージ９の駆動により移動させる。各位置検出系により、上記原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３と上記基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１の相対ずれ量を計測し各基準マークの位置合わせを行なう（第３工程）。
【００９５】
原版ステージ２の駆動により第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ，第３位置検出系１４ｃの検出範囲に原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１を移動させる。各位置検出系により、原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１と基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１の相対ずれ量を計測する（第４工程）。
【００９６】
基板ステージ９の駆動により第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの検出範囲に基板基準マーク１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３を移動させる。各位置検出系により、原版基準マーク１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１と基板基準マーク１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３の相対ずれ量を計測する（第５工程）。
【００９７】
原版ステージ２の駆動により第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの検出範囲に原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３を移動させる。各位置検出系により、原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３と基板基準マーク１８ａ３，１８ｂ３，１８ｃ３の相対ずれ量を計測する（第６工程）。
【００９８】
第３工程〜第６工程の結果により原版ステージ２と基板ステージ９の走りの差異を算出する。上記算出結果から原版ステージ２と基板ステージ９の走りの差異を補正する。
【００９９】
［第４の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段の第４の検出方法として原版ステージ２に対する原版１の傾きを計測する方法を含む（図１、図５、図６、図１０参照）。
【０１００】
本計測を行うに際し、不図示の顕微鏡によって原版１と不図示の原版ステージ２に固定された基準マークとの相対位置が算出されている。
本計測に用いられる原版１には第２計測位置手段１４の各位置検出系により検出可能な複数のマーク群１ａ、１ｂ、１ｃが各検出範囲に応じた一定の既知寸法間隔で構成されている。
【０１０１】
図１０の原版１には、第１位置検出系１４ａにより観察可能なマーク群１ａ、第２位置検出系１４ｂにより観察可能なマーク群１ｂ、第３位置検出系１４ｃにより観察可能なマーク群１ｃが形成されており、各マーク群のマーク配列は互いに実質平行であり、その相対距離は既知寸法である。
【０１０２】
第１位置検出系１４ａ、第２位置検出系１４ｂ、第３位置検出系１４ｃの各検出範囲にそれぞれのマーク群１ａ，１ｂ，１ｃの第１計測マークを原版ステージ２の駆動により移動させ、略同時に基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１を基板ステージ９の駆動により移動させる。各位置検出系により、上記原版基準マーク１７ａ３，１７ｂ３，１７ｃ３と上記基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１の相対ずれ量を計測し各基準マークの位置合わせをする。
【０１０３】
原版ステージ２を走査させ各マーク群の複数のマーク位置を観察し、基板基準マーク１８ａ１，１８ｂ１，１８ｃ１との相対ずれ量を計測する。各マークの相対ずれ量の検出結果と上記原版１と不図示の原版ステージに固定された基準マークとの相対位置の算出結果と上記第３の検出方法による原版ステージ２と基板ステージ９の走りの算出結果により原版ステージ２に対する原版１の傾きを算出する。
【０１０４】
［第５の検出方法］
本実施形態の走査型露光装置は第２位置検出手段１４の第５の検出方法として露光中のレチクルの熱変形を検出する方法を含む（図１、図５、図６、図９参照）。
【０１０５】
本実施形態の走査型露光装置では、第３位置検出系１４ｃは露光時の待機位置においても基準基板１０が観察できる。原版１上には本計測に使用するマークが１つ或いは複数形成されている。同様に基準基板１０上にも本計測に使用するマークが１つ或いは複数形成されている。露光ショット列が最も基準基板１０に近づくショット列のいずれかのショットの露光中或いは基板ステージのショット間の移動中において第３位置検出系１４ｃにより１つ或いは複数の上記原版上のマークと基準基板上のマークを重ね合わせ検出が可能である。
【０１０６】
上記検出により、複数のマーク間距離、或いは基準基板１０上のマークを基準にした原版１上のマーク位置或いは形状変動により露光時のレチクル熱変形量を算出する。前記算出結果によりレチクル熱変形を補正する処理を行う。
【０１０７】
［実施形態の効果］
上記実施形態によれば、第２位置検出手段１４に新たに第３位置検出系１４ｃを設けたことで、２つの位置検出系１４ａ，１４ｂで検出していた従来よりも基板ステージ９の高精度な原点オフセットの算出、オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測、原版ステージ２と基板ステージ９の相対走り誤差計測、原版ステージ２に対する原版１の傾き計測等において高精度な位置計測が可能である。
【０１０８】
第３位置検出系１４ｃは投影光学系を介して露光光と実質同一波長の光で露光光の光軸上を観察可能であるため、実際の露光光の光軸上或いは露光像面での計測が可能になり高精度な位置検出が可能である。
【０１０９】
第３位置検出系１４ｃの検出位置が露光領域内だけでなく露光領域外にもあるため、ベースライン計測等において第３位置検出系１４ｃを露光時に待機位置へ待避駆動させることが不要であり、高速な位置検出を行うことが可能となる。同時に駆動誤差が削除或いは低減できるため高精度な位置検出が可能となる。
【０１１０】
第３位置検出系１４ｃの検出位置が露光領域内だけでなく露光領域外にもあるため、ベースライン計測等において原版ステージ２を駆動せず或いは駆動量を短縮でき、装置全体のスループットを向上させることができる。同時に駆動誤差が削除或いは低減できるため、高精度な位置検出が可能である。
【０１１１】
第３位置検出系１４ｃの検出位置が露光領域内だけでなく露光領域外にもあるため、ベースライン計測等において基板ステージ９を駆動せず或いは駆動量を短縮でき、装置全体のスループットを向上させることができる。同時に駆動誤差が削除或いは低減できるため高精度な位置検出が可能である。
【０１１２】
第３位置検出系１４ｃの検出範囲は、露光光の光軸とオフアクシス顕微鏡１５の検出配範囲を含む間にあるため、ベースライン計測において原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方を駆動させる際の駆動要素を短縮或いは削除でき、高速かつ高精度の位置検出を行うことができ、装置全体のスループットを向上及び高精度な重ね合わせ露光を行うことができる。
【０１１３】
原版ステージ２或いは基板ステージ９またはその両方及び第３位置検出系の検出範囲を露光終了位置から移動させずに、オフアクシス顕微鏡１５或いはオフアクシス顕微鏡１６のベースライン計測が可能である。従って、高速かつ高精度の位置検出を行うことができ、装置全体のスループットを向上及び高精度な重ね合わせ露光を行うことができる。
【０１１４】
第３位置検出系１４ｃを使用し露光中にベースライン計測等を行うことが可能であるため、装置全体のスループットにおける位置合わせ計測時間が短縮される。
【０１１５】
第３位置検出系１４ｃを使用し露光熱等の要因によるレチクルの変形量を検出できるため、高精度な重ね合わせ露光が可能である。
【０１１６】
【他の実施形態】
本発明は、前述した実施形態のキャリブレーションなどの機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。
【０１１７】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明のクレームでは、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１１８】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【０１１９】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【０１２０】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明のクレームに含まれるものである。
【０１２１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０１２２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０１２３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高いアライメント精度で露光でき、更に装置全体のスループットにおける検出処理時間のウェイトを短縮することで高スループットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の斜視図。
【図２】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の露光領域と第２位置検出手段の検出領域とを示す概略図。
【図３】従来の走査型露光装置の斜視図。
【図４】従来の走査型露光装置の正面図。
【図５】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の原版ステージ上面の配置図。
【図６】本発明に係る実施形態の走査型露光装置の基準基板マークの配置図。
【図７】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図８】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図９】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図１０】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図である。
【図１１】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図、（ｃ）は基板ステージ上面の配置図である。
【図１２】本発明に係る実施形態の走査型露光装置における計測方法の説明図であり、（ａ）は原版ステージ上面の配置図、（ｂ）は走査型露光装置の正面図、（ｃ）は基板ステージ上面の配置図である。
【符号の説明】
１ 原版
１ａ 第１位置検出系用マーク群
１ｂ 第２位置検出系用マーク群
１ｃ 第３位置検出系用マーク群
２ 原版ステージ
３ レーザ干渉計
４ａ、４ｂ 基準原版
５ 投影光学系
６ 移動鏡
７ 露光用照明光学系
８ 基板（ウェハ）
９ 基板ステージ
１０ 基準基板
１１ レーザ干渉計
１２ 移動鏡
１３ 第１位置検出手段
１４ 第２位置検出手段
１４ａ 第１位置検出系
１４ａ１ 第１位置検出系検出範囲
１４ａａ、１４ａｂ 第１位置検出系基準原版検出範囲
１４ａｃ 第１位置検出系基準基板検出範囲
１４ｂ 第２位置検出系
１４ｂ１ 第２位置検出系検出範囲
１４ｂａ、１４ｂｂ 第２位置検出系基準原版検出範囲
１４ｂｃ 第２位置検出系基準基板検出範囲
１４ｃ 第３位置検出系
１４ｃ１ 第３位置検出系検出範囲
１４ｃａ，１４ｃｂ 第３位置検出系基準原版検出範囲
１４ｃｃ 第３位置検出系基準基板検出範囲
１５ オフアクシス顕微鏡
１５ａ オフアクシス顕微鏡検出範囲
１６ オフアクシス顕微鏡
１７ａ１，１７ａ３ 第１位置検出系用原版基準マーク
１７ｂ１，１７ｂ３ 第２位置検出系用原版基準マーク
１７ｃ１，１７ｃ２，１７ｃ３ 第３位置検出系用原版基準マーク
１８ａ１，１８ａ３ 第１位置検出系用基板基準マーク
１８ｂ１，１８ｂ３ 第２位置検出系用基板基準マーク
１８ｃ１，１８ｃ３ 第３位置検出系用基板基準マーク
１９ オフアクシス顕微鏡用基板基準マーク
２０ 顕微鏡基準マーク
２１ 投影光学系外径
２２ 露光用照明領域（露光スリット）
Claims (9)
- 原版と基板とを走査しながら、投影光学系を介して前記原版のパターンを前記基板上に露光する走査型露光装置において、
走査方向に短いスリット状または円弧状の露光光で前記原版を照明する照明光学系と、
第１原版基準マーク、第２原版基準マークおよび第３原版基準マークが前記走査方向に垂直な方向に配置され、前記原版を保持して移動する原版ステージと、
第１基板基準マーク、第２基板基準マークおよび第３基板基準マークが前記走査方向に垂直な方向に配置され、アライメントマークを有し、前記基板を保持して移動する基板ステージと、
前記走査方向に垂直な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第１原版基準マークと前記第１基板基準マークの相対ずれ量を検出する第１位置検出系と、
前記走査方向に垂直な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第２原版基準マークと前記第２基板基準マークの相対ずれ量を検出する第２位置検出系と、
前記走査方向に平行な方向に移動して、前記露光光と同一波長の光を用い前記投影光学系を介して前記第３原版基準マークと前記第３基板基準マークの相対ずれ量を検出する第３位置検出系と、
前記露光光とは異なる波長の光を用い前記アライメントマークの位置を検出するオフアクシス検出系と、を備え、
前記第１位置検出系、前記第２位置検出系および前記第３位置検出系による検出は、前記原版ステージの駆動により前記第３原版基準マークが前記投影光学系の光軸上に移動され、前記基板ステージの駆動により前記第３基板基準マークが前記投影光学系の光軸上に移動された際に、行なわれ、
前記第１位置検出系、前記第２位置検出系および前記第３位置検出系の検出結果と前記オフアクシス検出系の検出結果とに基づいて、前記原版と前記基板の位置合わせを行なうことを特徴とする走査型露光装置。 - 前記オフアクシス検出系は、前記投影光学系を介さずに前記アライメントマークの位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の走査型露光装置。
- 前記第１位置検出系、前記第２位置検出系および前記第３位置検出系の検出結果と前記オフアクシス検出系の検出結果とに基づいて、前記オフアクシス検出系のベースライン補正を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の走査型露光装置。
- 前記第３位置検出系の検出結果に基づいて、前記原版ステージの原点オフセットを算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の走査型露光装置。
- 前記第３位置検出系の検出結果に基づいて、前記原版ステージと前記基板ステージの走りの差異を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の走査型露光装置。
- 前記原版には、第１計測マーク、第２計測マークおよび第３計測マークが前記走査方向に垂直な方向にさらに配置されており、
前記第１位置検出系は、前記第１計測マークと前記第１基板基準マークの相対ずれ量を検出し、
前記第２位置検出系は、前記第２計測マークと前記第２基板基準マークの相対ずれ量を検出し、
前記第３位置検出系は、前記第３計測マークと前記第３基板基準マークの相対ずれ量を検出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の走査型露光装置。 - 前記第３位置検出系の検出結果に基づいて、前記原版ステージに対する前記原版の傾きを算出することを特徴とする請求項６に記載の走査型露光装置。
- 前記第３位置検出系の検出結果に基づいて、前記原版の変形量を算出することを特徴とする請求項６に記載の走査型露光装置。
- 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の走査型露光装置を用いて前記原版のパターンを前記基板上に露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
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